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Le risorse fossili (carbone, petrolio e gas naturale) garantiscono oggi il soddisfacimento della maggior parte della domanda globale di energia primaria. Secondo l’IEA (International Energy Agency) il loro contributo percentuale in tal senso è superiore all’80%. Oltre a ciò, una quota pari a circa il 5% della produzione complessiva di petrolio è sfruttata dall’industria petrolchimica per la produzione di bulk chemicals e fine chemicals.
Lo sfruttamento sregolato delle risorse fossili, sia per l’approvvigionamento energetico che come materie prime per l’industria, ha accompagnato lo sviluppo economico del Nord del mondo durante gli ultimi centocinquant’anni, non senza conseguenze negative. Siamo oggi di fronte ad una crisi ambientale senza precedenti che impone forti ripensamenti dei nostri modelli di sviluppo per giungere ad una progressiva sostituzione delle risorse fossili con risorse di tipo rinnovabile. Tra queste, numerose sono quelle potenzialmente sfruttabili per la produzione energetica (energia solare, eolica ed idroelettrica ad esempio), ma solo una risorsa può sostituire il petrolio come fonte di carbonio per le esigenze industriali: le biomasse.
Le conoscenze nel campo della chimica verde, applicate alla costituzione di bioraffinerie integrate, possono permettere di sfruttare biomasse di diversa origine in processi a cascata che ne valorizzino ogni componente, portando alla produzione di una gamma variegata di bio-based products.
Alcune colture oleaginose minori possono trovare applicazione nelle produzioni bio-based, in virtù della loro rusticità e delle loro caratteristiche costitutive. Il cartamo (Carthamus tinctorius L.) può a ragione rientrare fra tali colture. Dal punto di vista agronomico esso presenta una buona adattabilità a condizioni semi-aride, grazie ad un apparato radicale di tipo fittonante notevolmente esteso. Si configura dunque come un buon candidato per una coltivazione estensiva e caratterizzata da bassi input esterni. Inoltre il cartamo è da sempre una coltura multifunzionale, sfruttata non solo per la produzione di olio, ma anche per l’ottenimento di tinture a partire dai suoi fiori, oltre che per una lunga serie di utilizzi tradizionali.
L’indagine sperimentale discussa in questa tesi si propone di valutare le potenzialità produttive della coltura del cartamo in una ipotetica filiera agro-industriale per la produzione di bio-based products. Alla prova agronomica, condotta presso i campi sperimentali di Rottaia (San Piero a Grado, PI), si è affiancata la caratterizzazione chimica delle principali componenti della biomassa della coltura. I risultati della prova in campo permettono di fornire una serie di indicazioni preliminari, di carattere agronomico, utili all’introduzione della coltura in areali di coltivazione con caratteristiche pedo-climatiche paragonabili a quelle della piana pisana. I risultati delle analisi chimiche permettono, parallelamente, di formulare delle ipotesi circa le produzioni bio-industriali che potrebbero risultare più promettenti nello sfruttamento della biomassa della coltura in maniera integrata.
Il lavoro svolto si configura dunque come un primo contributo conoscitivo all’introduzione e alla valorizzazione della coltura del cartamo in una accezione multifunzionale, volta all’ottenimento di bio-based products.